8,8 кВ, 50 кВА, 100 кВА — атмосферостойкий антикоррозионный столбовой трансформатор для прибрежных зон с высокой влажностью

Обзор

Под трансформатором на опоре понимается распределительный трансформатор, установленный непосредственно на опорах воздушных линий электропередачи (электрических столбах). Это ключевое оборудование в распределительной сети 10 кВ, которое преобразует высоковольтную электроэнергию в низковольтную (400 В/230 В) для непосредственного снабжения потребителей. В связи с местом установки он также широко известен как “опорный трансформатор”.

Категории Трансформатор на опоре, Продукт, Трансформатор

Краткое введение

Ⅰ. Описание продукта

1.Стандарты для руководящего состава: Международные стандарты ANSI/IEC.

2.Уровни напряжения:

① Напряжение на первичной обмотке: К типичным значениям относятся 10 кВ, (10,5; 11; 6; 6,3; 6,6) кВ, а напряжение в некоторых моделях может достигать 36 кВ.

②Напряжение на вторичной обмотке: Обычно используются значения 0,22 (0,23, 0,24) кВ, 0,4 кВ и т. д.

3.Метод регулирования напряжения: В большинстве трансформаторов, устанавливаемых на опорах, применяется метод регулирования напряжения во внецепочечном режиме, что означает, что регулировка напряжения осуществляется при отключенном питании трансформатора.

4.Диапазон высоковольтных отводов: Обычно ±2×2,51 TP6T. Например, для высоковольтной стороны трансформатора на 10 кВ отводы можно регулировать в диапазоне от 9,5 кВ до 10,5 кВ.

5.Номинальная мощность: 3 кВА – 800 кВА.

6.Частота: Номинальная частота трансформаторов, устанавливаемых на опорах, составляет 50 Гц или 60 Гц.

7.Номер фазы: Существует два типа: однофазный и трехфазный.

①Однофазные трансформаторы, устанавливаемые на опорах, подходят для некоторых вариантов низковольтного распределения электроэнергии.

②Трехфазные трансформаторы, устанавливаемые на опорах, используются более широко и способны удовлетворить потребности в электроэнергии более крупных нагрузок.

8.Группы подключений:

①Наиболее распространённой схемой подключения для трёхфазных трансформаторов, устанавливаемых на опорах, является Dyn11. Данный способ подключения позволяет снизить токи третьей гармоники и повысить качество электроснабжения.

②Однофазные трансформаторы имеют простую конструкцию и не используют обозначение “группы соединений” в виде циферблата.

9.Импеданс Напряжение: Напряжение импеданса зависит от мощности трансформатора и, как правило, составляет около 4%. Например, у столбовых трансформаторов мощностью 100 кВА и менее напряжение импеданса обычно составляет 4%.

10.Способ охлаждения: В основном используется масляное самоохлаждение, при котором тепло отводится за счет естественной циркуляции изолирующего масла. Некоторые изделия также оснащены циркуляционным теплоотводящим кольцом с высокоэффективной теплоотводящей жидкостью и композитным теплоотводящим каналом, образованным симметрично распределенными теплопроводящими пластинами и полупроводниковыми охлаждающими чипами, для повышения эффективности теплоотвода.

11.Уровень защиты: В соответствии с техническими спецификациями TCEC 111-2016 «Технические требования к интегрированным комплектным установкам трансформаторного оборудования для монтажа на опорах» степень защиты корпусов высоковольтных и низковольтных модулей должна быть не ниже IP44 для предотвращения попадания посторонних предметов и брызг воды.

12.Класс теплоизоляции: Как правило, изоляция класса A. В масляных трансформаторах класс термостойкости изоляционных материалов обычно соответствует классу A, при этом эталонная температура составляет 75 ℃.

Ⅱ. Условия эксплуатации

1.Высота над уровнем моря: Районы с высотой над уровнем моря ≤1000 м; некоторые специализированные продукты для высокогорных условий могут соответствовать более высоким требованиям.

2.Климатические параметры:

①Диапазон температур окружающей среды: от -30 °C до +40 °C.

②Средняя максимальная температура в самом жарком месяце: ≤35 °C.

③Максимальная скорость ветра: ≤30 м/с.

④Интенсивность солнечной радиации: ≤0,1 Вт/см².

3.Уровень загрязнения: Разработано в соответствии с национальным стандартом для зон загрязнения класса C; способно выдерживать умеренные уровни промышленного и природного загрязнения.

4.Геологические условия:

①Характеристическое значение несущей способности фундамента: ≥150 кПа.

②Расчетная сейсмическая интенсивность на 7 градусов (пиковое ускорение по отношению к поверхности 0,1 g).

5.Условия установки

①Расстояние от опоры трансформатора до земли: ≥2,5 м.

②Расстояние от высоковольтного предохранителя до земли: ≥4,5 м.

③Горизонтальный наклон стойки: ≤1/100.

Структурные особенности

Ⅰ. Характеристики продукта

1. Особенности метода установки:

Установка на опоре: В качестве основной особенности данное устройство прочно закрепляется на опорах линий электропередачи (электрических столбах) с помощью металлических кронштейнов (трансформаторных кронштейнов). Высота установки соответствует правилам техники безопасности (как правило, основание находится на высоте ≥2,5 метра над землей).

2.Особенности конструкции:

①Компактная конструкция: Небольшие размеры и относительно небольшой вес, что позволяет адаптировать их к несущей способности опор линий электропередачи.

②Полностью герметичный масляный бак: Обычно используются гофрированные масляные баки или расширительные радиаторы. Трансформаторное масло полностью изолировано от воздуха для предотвращения окисления и поглощения влаги, что обеспечивает эксплуатацию без необходимости технического обслуживания.

③Высокий уровень защиты: Корпуса (такие как масляные баки и защитные кожухи) обычно обладают высоким уровнем защиты по стандарту IP (например, IP54 или выше), что позволяет эффективно предотвратить попадание дождевой воды, пыли и посторонних предметов.

3.Особенности материалов и технологического процесса:

①Материал железного сердечника: Используются листы из кремниевой стали с высокой магнитной проницаемостью или ленты из аморфного сплава. Железные сердечники из аморфного сплава характеризуются чрезвычайно низкими потерями в холостом ходе, что является их наиболее важной энергосберегающей особенностью.

②Материал обмотки: Используются медная или алюминиевая фольга и электромагнитный провод, которые проходят вакуумную сушку и пропитку. Они обладают прочной структурой и высокой стойкостью к короткому замыканию.

③Изоляционное масло: Используется высокоэффективное нафтеновое трансформаторное масло или растительное изоляционное масло, обладающее хорошими изоляционными и теплоотводящими свойствами.

④Комплексная защита (тип CSP): На стороне высокого напряжения установлены встроенный токоограничивающий предохранитель и молниеотвод (устройство молниезащиты), а на стороне низкого напряжения — вторичный автоматический выключатель с ручным приводом.

⑤Мониторинг состояния (интеллектуальный тип): Для контроля ключевых параметров, таких как температура масла, уровень масла, ток нагрузки и напряжение, в режиме реального времени можно установить дополнительные встроенные или внешние интеллектуальные блоки мониторинга.

Ⅱ. Преимущества продукции

1. Гибкость монтажа, возможность адаптации к сложным условиям наружной эксплуатации

①Легкая конструкция для простого развертывания. Трансформаторы, устанавливаемые на опорах, обычно имеют мощность от 50 кВА до 630 кВА, отличаются компактными размерами и небольшим весом (по сравнению с трансформаторами для внутренних подстанций). Их можно устанавливать непосредственно на опорах линий электропередачи, опорных стойках или простых кронштейнах без необходимости сооружения специальных распределительных помещений или фундаментов. Они особенно подходят для мест с ограниченным пространством, таких как сельские районы, пригороды и улицы.

② Высокая адаптивность к условиям окружающей среды. Корпус имеет герметичную конструкцию с антикоррозионными, водонепроницаемыми и солнцезащитными свойствами (например, гофрированные масляные баки и полностью герметичные конструкции), что позволяет ему выдерживать суровые условия наружной эксплуатации, такие как высокие температуры, сильные морозы, влажность и запыленность. На эксплуатационную надежность устройства природные условия не оказывают существенного влияния.

③Удобный выбор места установки и широкий радиус действия. Места установки можно гибко выбирать с учетом распределения пользователей, а трансформатор можно устанавливать в непосредственной близости от центра нагрузки. Это сокращает длину низковольтных линий, снижает потери в сетях и падения напряжения, а также улучшает качество электроснабжения конечных пользователей.

2. Высокая энергоэффективность, снижение потерь в сетях распределения

①Конструкция железного сердечника и обмотки с низкими потерями. Для снижения потерь в железе (потерь в холостом ходу) и потерь в меди (потерь под нагрузкой) используются листы кремниевой стали с высокой магнитной проницаемостью и медные/алюминиевые провода с низким сопротивлением.

②Оптимизированная конструкция системы теплоотвода. Такие конструктивные решения, как гофрированные масляные баки и ребристые радиаторы, увеличивают площадь теплоотвода. В сочетании с естественным воздушным охлаждением (не требуется устройство принудительного охлаждения) они обеспечивают эффективный отвод тепла от трансформатора при номинальной нагрузке и предотвращают снижение КПД, вызванное перегревом.

③Адаптация к особенностям работы при малой нагрузке. Трансформаторы, установленные на опорах, в основном обслуживают бытовые и небольшие коммерческие нагрузки, характеризующиеся значительными колебаниями коэффициента использования мощности. Их конструкция направлена на снижение потерь при работе с малой нагрузкой, что позволяет еще больше повысить комплексную энергоэффективность.

Структура продукта

Ⅰ. Производственный процесс

1. Производство железных сердечников: “Сердце магнитной цепи” трансформатора. При изготовлении традиционных железных сердечников из листов кремниевой стали наша компания, как правило, использует метод ступенчатой накладки в сочетании с современными технологиями, а также все чаще применяет технологию изготовления верхней части ярма без наложения листов, что позволяет эффективно снизить потери в холостом ходу и уровень шума. Между слоями железного сердечника устанавливаются изолирующие стержни, чтобы поперечное сечение колонны сердечника было ближе к кругу, что обеспечивает лучшую опору для обмоток. Сердечники из аморфного сплава характеризуются сверхнизкими потерями в холостом ходу, однако материал является хрупким, твёрдым и чувствительным к механическим нагрузкам.

2. Намотка катушки: “Сердечник” трансформатора. В качестве проволоки в основном используется бескислородная медь с изолирующим слоем снаружи. В процессе намотки применяется натяжное устройство, обеспечивающее плотную намотку катушек. В зависимости от напряжения и мощности обмотки имеют различные формы, такие как слоистая, непрерывная и спиральная. Для снижения потерь в обмотках большой мощности или с высоким током часто используются провода особого сечения. После намотки катушки подвергаются сушке при постоянном давлении, а после извлечения из печи — регулировке высоты, чтобы гарантировать соответствие размеров проектным требованиям и обеспечить достаточную механическую прочность.

3. Сборка основного блока: Это ключевой этап объединения железного сердечника и обмоток в единый узел. Современные технологии делают акцент на интегральной сборке (integral assembly), то есть сначала обмотки каждой фазы, изоляционные детали и т. д. собираются в единое целое, а затем все это единовременно монтируется на колонну железного сердечника. Для соединений выводов в основном используются методы холодного прессования или сварки фосфорной медью, что обеспечивает надёжность соединений. При затяжке болтов всех электрических соединительных деталей необходимо контролировать момент затяжки. После сборки сердечник подвергается сушке (например, сушке в углеродной газовой фазе) для полного удаления влаги.

4. Изготовление нефтяных резервуаров и окончательная сборка: Масляный бак должен выдерживать вакуум (испытание на герметичность). После сушки сердечника его необходимо быстро поместить в резервуар, чтобы снизить поглощение влаги. Окончательная сборка включает установку втулок, масляных консерваторов, переключателей отводов и других компонентов. Заполнение маслом под вакуумом является ключевым фактором для обеспечения изоляционных характеристик. После заполнения маслом требуется достаточное время отстоя, чтобы масло проникло во все поры и вышло остаточные пузырьки воздуха.

5. Заводские испытания и контроль качества: Это заключительная проверка качества перед отгрузкой продукции. Для каждой единицы продукции обязательно проводится плановое тестирование, включая измерение сопротивления обмотки при постоянном токе, измерение коэффициента трансформации и проверку маркировки группы соединений, испытание на выдерживаемое напряжение промышленной частоты и т. д. Типовые испытания проводятся для проверки конкретных конструктивных решений, таких как испытания на грозовой импульс и испытания на повышение температуры. Специальные испытания, такие как измерение уровня шума и испытания на устойчивость к короткому замыканию (обычно рассчитываемые и проверяемые), проводятся в соответствии с требованиями заказчика или стандартами.

Технические характеристики

Высококачественный недорогой однофазный трансформатор для наружной установки на опоре, 8,8 кВ

Вместимость	H.V.	Л.В.	Подключение	Потери в холостом ходу (Вт)	Потери под нагрузкой (Вт)	Импеданс
5	6 6.3 10 10.5 11	0.22~0.24	li0 li6	24	130	3.5
10				36	235
16				44	330
20				52	385
30				64	560
40				80	700
50				96	855
63				116	1020
80				128	1260
100				152	1485
125				184	1755
160				232	2130

Часто задаваемые вопросы

1. Что такое трансформатор на опоре? В чём заключаются различия между ним, подстанцией коробчатого типа и трансформатором для установки в помещении?

①Способ установки: Опорные трансформаторы устанавливаются на воздушных линиях, не занимая земельных участков; подстанции коробчатого типа и трансформаторы внутреннего монтажа устанавливаются на земле и требуют земельных ресурсов.

②Стоимость: Трансформаторы на опорах отличаются самой низкой стоимостью, поскольку не требуют проведения строительных работ; подстанции коробчатого типа и трансформаторы для установки в помещениях требуют устройства фундаментов и строительства коробчатых корпусов/цехов, что приводит к более высоким затратам.

③Производительность и сфера применения: Столбовые трансформаторы имеют меньшую мощность (обычно ≤500 кВА) и подходят для распределенных нагрузок; подстанции коробчатого типа и трансформаторы для установки в помещениях могут иметь большую мощность и подходят для зон с более сконцентрированными нагрузками, а также в случаях, когда предъявляются требования к эстетике или безопасности (например, в жилых комплексах и торговых центрах).

④Техническое обслуживание: Техническое обслуживание трансформаторов, установленных на опорах, требует подъема на опору или использования подъемных платформ; техническое обслуживание подстанций коробчатого типа и трансформаторов, установленных в помещениях, можно проводить с земли, что более удобно и безопасно.

2. Каковы экологические требования к установке трансформатора на опоре?

①Высота над уровнем моря: Как правило, не более 1000 метров. Для высокогорных условий требуется специальная конструкция (с усиленной изоляцией).

②Температура окружающей среды: от -25 °C до +40 °C (в зависимости от конкретных моделей и технических характеристик).

③Место установки: Следует избегать пожароопасных, взрывоопасных, сильно загрязнённых и крайне низкорасположенных участков, подверженных заболачиванию. Фундамент опоры линии электропередачи должен быть прочным.

④Расстояние до окружающих объектов: Необходимо соблюдать правила техники безопасности, в частности, соблюдать достаточную дистанцию от зданий, деревьев, дорог и т. д.

3. Нормально ли, что трансформатор, установленный на столбе, издает "жужжащий" звук во время работы? При каких обстоятельствах этот звук считается ненормальным?

①Внезапное усиление звука и появление низких тонов: Возможно, это связано с работой в режиме перегрузки.

②Неравномерный звук “треска” или “разряда”: Наблюдается пробой внутренней изоляции или локальный разряд, что представляет серьезную опасность. Трансформатор необходимо немедленно отключить для проведения проверки.

③Громкий, неравномерный шум, сопровождающийся вибрацией: Возможно, это связано с ослаблением болтов или винтов, крепящих внутренний железный сердечник или зажимные детали.

4. Как определить, перегружен ли трансформатор? Каковы опасности работы в режиме перегрузки?

①Ускоренное старение теплоизоляции: С каждым повышением температуры на 6–8 °C срок службы теплоизоляции сокращается вдвое.

②Выявление неисправностей: Длительная перегрузка может привести к повреждению изоляции, что в свою очередь может вызвать такие серьезные неисправности, как межвитковые и межфазные короткое замыкания.

③Сокращение срока службы: Длительная эксплуатация при высоких температурах значительно сокращает срок службы трансформатора.

④Измерение силы тока: С помощью клещевого амперметра измерьте ток на стороне низкого напряжения и сравните его с номинальным током трансформатора.

⑤Контроль температуры: Ненормальное повышение температуры масла или корпуса является явным признаком перегрузки (интеллектуальные трансформаторы могут считывать данные напрямую).

5. Какова роль трансформаторного масла? При каких обстоятельствах его необходимо заменять или доливать?

①Низкий уровень масла: Проверьте уровень масла через смотровое окно. Если уровень масла находится ниже нижней отметки шкалы, проверьте, нет ли утечек, и долейте новое масло той же марки.

②Ухудшение качества масла: Взять пробу масла для анализа. Если диэлектрическая прочность (пробивное напряжение) не соответствует требованиям, кислотное число слишком высокое или коэффициент диэлектрических потерь (tanδ) превышает норму, масло необходимо отфильтровать или заменить новым.

③Функции: Изоляция, отвод тепла и гашение дуги в автоматических выключателях.

6. По каким причинам перегорает высоковольтный предохранитель? Как с этим справиться?

①Безопасная эксплуатация: Откройте низковольтный выключатель и с помощью изолированной палки извлеките перегоревшую трубку предохранителя.

②Предварительный осмотр: Проверьте трансформатор на наличие ненормальных признаков (разбрызгивание масла, выпуклость корпуса, запах гари).

③Измерение изоляции: С помощью мегомметра измерьте сопротивление изоляции высоковольтной обмотки трансформатора, низковольтной обмотки относительно земли, а также между обмотками.

④Анализ и оценка: Если сопротивление изоляции значительно не соответствует норме, высока вероятность наличия внутреннего замыкания, и трансформатор необходимо отправить на завод для ремонта. Если состояние изоляции в норме, можно установить новый предохранитель тех же технических характеристик и один раз провести испытательную подачу напряжения. Если предохранитель снова перегорит, необходимо провести тщательную проверку линии и трансформатора.

7. На что следует обратить внимание при эксплуатации трансформаторов, установленных на опорах, в период грозовых сезонов?

①Проверить устройства молниезащиты: Убедитесь, что молниеотвод из оксида цинка прочно закреплен, спускной провод надежно подключен, а сопротивление заземления соответствует требованиям (обычно оно должно составлять ≤4 Ом или 10 Ом). Это самая важная профилактическая мера.

②Очистите прилегающую территорию: Обрежьте ветви близлежащих деревьев, чтобы предотвратить короткое замыкание или разряды, вызванные соприкосновением ветвей с линиями электропередачи во время грозы и сильного ветра.

③Усилить проверки: После грозы следует проводить специальные проверки трансформаторов и линий электропередачи с целью выявления случаев пробоя изоляторов, проверки работоспособности (наличия повреждений) молниеотводов, перегорания предохранителей и других явлений.

Почему стоит выбрать нас?

Создан, чтобы служить долго, разработан для высокой производительности.

Компания “Кете Трансформер” является одним из ведущих производителей трансформаторов национального уровня, признанным как предприятие, “соблюдающее договорные обязательства и выполняющее обещания”, высокотехнологичное предприятие и технологический центр национального уровня. Компания включена в национальный справочник по строительству и модернизации сельских и городских электросетей, а также рекомендована в качестве поставщика основного электромеханического оборудования для гидроэнергетических проектов. Её продукция удостоена званий “Продукт, прошедший национальную проверку качества — продукт с надежным качеством» и «Продукт, признанный на национальном уровне для пользователей машиностроительной отрасли».

Наш проект

Наша продукция не только занимает лидирующие позиции на внутреннем рынке, но и экспортируется в более чем 30 стран и регионов, включая Россию, Юго-Восточную Азию, Африку и Северную и Южную Америку, где она используется в таких отраслях, как энергетика, коммунальное строительство, металлургия и нефтехимия.